金属あるいは半導体ナノ粒子を、それとは異なる材料で被覆したコア・シェル構造体は、コアであるナノ粒子のサイズを変化させることなく機能化できるために、高活性な触媒や新規光学材料としての応用が注目され、興味深い研究対象となっている。本講演では、半導体ナノ粒子をコアとし、これをシリカ薄膜で被覆することによりコア・シェル構造体を作製し、そのナノ構造を光化学的手法により制御した。すなわち、サイズ選択的光エッチングによりコア粒子サイズのみを減少させることで、コアとシェルの間にナノメートルサイズの空隙をもつ新規構造体（ジングルベル型構造体）を作製した。シェル内部の空隙サイズは照射光波長を変化させることにより制御できた。また、ジングルベル型構造半導体ナノ粒子の光化学特性は、内部のコア粒子サイズに加えて、シェルに存在する開口とシェルの膜厚にも依存して変化した。この複合体粒子を光触媒として用いてメタノール水溶液からの水素発生反応を行ったところ、従来法で作製した半導体ナノ粒子よりも高い活性を示し、さらにコアである半導体粒子サイズが小さくなるにつれ光触媒活性が急激に増大することを明らかにした。本研究で得られたジングルベル型新規構造体は、高機能触媒材料や新規光機能材料としての利用が期待される。
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